氧化铝多孔支撑体的研究

用挤出成型的方法制备高性能陶瓷膜用Ａｌ２Ｏ３〉９９％支撑体，制备中受初闰度、烧成温度、粘结等因素的影响，因此可以调节一个或几个因素来控制支撑体的性能。用硬脂酸铝为造孔剂，调节支撑体的孔径和气孔率时发现造孔剂质量分数〈５％和〉５％在坯体中的分布不同，成孔的作用也不一样，造孔剂用量〈５％时，对成孔作用不大，〉５％时成孔明显，但造孔剂的添加量不宜超过１５％。     

多通道Al2O3陶瓷膜支撑体的制备

介绍了采用挤出成型工艺制备Al2O3陶瓷膜支撑体的方法,详细讨论了原料粒径,粘结剂量,烧结温度等因素对支撑体的影响。并用扫描电镜分析了样品的微观结构,用X射线衍射对支撑体的晶体进行了分析,结果表明所得的支撑体孔隙率在40％以上,抗压强度大于98MPa,平均孔径可在3－8μm间调节。     

粒径分布对氧化铝多孔支撑体孔结构的影响

采用中位粒径(D50)分别为(20±2)μm、(15±2)μm、(10±2)μm的α-Al2O3粉体为原料,通过调整其粒径分布,考察了粒径分布参数δ的变化对片状支撑体孔结构的影响.研究表明,在本研究的三种中位粒径(D50)下,当δ＜4.0时,随δ值的增大,支撑体的孔隙率由40%下降到30%左右;当δ＞4.0以后,支撑体的孔隙率基本稳定在28%.对于采用中位粒径分别为(20±2)μm和(15±2)μm的原料制备的支撑体,当δ＜3.0时,随δ值的增大,支撑体的平均孔径分别从3.5μm减小到1.1μm,从2.0μm减小到1.3μm;而对D50为(10±2)μm的原料制备的支撑体,δ在1.5～8.0范围内变化时,支撑体的平均孔径基本稳定在0.8μm.采用中位粒径D50为(20±2)μm、(15±2)μm、(10±2)μm的三种原料制备的支撑体,随δ值的增大,其孔径分布变窄,最可几分布峰高变高,分布向小孔径方向移动.     

CVD法在氧化铝微滤膜上制备氧化锌抑菌膜

以高纯氧化铝膜管为基体，以金属锌粉为原料，在高温下，用热CVD法在基体表面沉积形成了良好抑茵性能的氧化锌膜．反应温度和时间会影响表面氧化锌晶粒的生长，在1000℃的合适CVD温度下，反应时间为5min时，在氧化铝多孔膜管的内表面形成了一层膜厚约20～30μm的氧化锌膜层，氧化锌晶粒沿着与基体表面垂直的方向规则地生长．实验发现负载氧化锌膜的高纯氧化铝膜管有良好的抑制细菌繁殖的作用．     

以铝为支撑体的一种新型阳极氧化铝膜的制备与表征

阳极氧化铝膜在分离方面有许多优点如均一的孔径、高的热力学稳定性、独特的孔结构等,作为无机膜有较好的商业应用价值,但膜的脆性问题一直是公认的难题.用一次阳极氧化铝膜的铝面做阳极在盐酸中电解后,再在磷酸中扩孔,制得了两面贯通以大孔铝为支撑体的阳极氧化铝膜.研究了扩孔时间对膜的纯水通量、平均孔径、截留率的影响.结果表明,膜的平均孔径为65.5~119.2 nm;膜的孔径分布窄,孔隙率为28.6%~32.7%;随着扩孔时间的增加,膜的平均孔径、纯水通量均增大,而膜对聚乙二醇20 000的截留率减小;当扩孔时间为30min时,对聚乙二醇20 000截留率达到了26.5%;膜的纯水通量随着时间的增加而减小;膜的脆性问题在一定程度上得以改善.     

梯度氧化铝膜对生活污水的净化处理

利用自制的梯度氧化铝膜管对生活污水进行了净化处理 ,研究发现孔径沿径向梯度变化的氧化铝膜不形成膜孔淤塞 ,容易清洗 ,截留下的污染物停留在控制层表面 ,经机械清洗后截流率和通量可近 10 0 %恢复 .操作压力低于 0 .17MPa时 ,膜通量随压力的升高明显增加 ,大于 0 17MPa后 ,压力对膜通量的影响不明显 .0 3MPa的操作压力下 ,膜通量随时间急速下降 .合适的操作压力是 0 1～ 0 17MPa ,稳定通量是 0 7～ 1.6m3/ (m2 ·h) .控制层孔径介于0 .1～ 0 .35μm的梯度氧化铝膜管对生活污水的BOD5的去除率达 83%、CODCr的去除率达6 7% ,大于 0 .1μm固体悬浮物的去除率达 10 0 % ,污水的浊度由 4 2°降到 4° ,处理后的颜色为无色 .     

堇青石和氧化铝支撑体的耐腐蚀研究

商业多孔陶瓷膜支撑体一般是以α-Al2O3为原料制得,但其价高.本实验室以廉价的工业级堇青石粉体为原料,制得了大孔堇青石支撑体.考察了商业氧化铝支撑体和自制堇青石支撑体的耐酸碱腐蚀性能.结果表明,氧化铝支撑体具有好的耐酸性,但其耐碱性差.与此相反,堇青石支撑体表现出良好的耐碱性,而其耐酸性差.因此廉价的堇青石支撑体可望应用在碱性溶液或碱性含尘气体的过滤,而在强酸性环境中则使用氧化铝支撑体.     

多孔陶瓷支撑体膜材料的制备与性能表征

研究了α－Ａｌ２Ｏ３多孔陶瓷的性能与起分的粒径、成孔剂的用量等因素的关系，取得了一些规律性的认识，开发了以有机聚合物先驱物挤压成型工艺，在成功地制备出具有实用价值的单通道和多道的管状支撑体陶瓷膜，研究了烧成制度对性能的影响，测定了管膜的孔径颁孔隙率、透气和爱水性以及机械强度 。     

高岭土动态膜的制备

以陶瓷膜管为基质,研究了高岭土动态膜的制备过程.实验以高岭土为动态膜预涂材料,采用错流操作对膜管进行涂膜,通过记录和分析涂膜过程中的渗透液通量和测定在此过程中涂上的高岭土的量随时间的变化,研究了高岭土粒径、涂膜液浓度、跨膜压力、错流速度和涂膜时间对涂膜效果及清水通量的影响,对涂膜过程有了较好的认识,并得出最佳涂膜条件为:涂膜液质量浓度0.3 g/L、跨膜压力0.2 MPa、错流速度0.5 m/s及涂膜时间10 min.     

反应结合制备增强氧化铝中空纤维膜

介绍了采用反应结合（ＲＢＡＯ）技术和干－湿法纺丝工艺相结合制备α－Ａｌ_２Ｏ_３中空纤维陶瓷膜的方法．利用透射电镜、扫描电镜、热重分析、差热分析、Ｘ射线衍射等手段研究了膜的机械性能、微观结构,同时对反应结合过程及物相变化进行了分析．用该方法制备的中空纤维膜机械性能有显著的提高,抗压强度为９０ＭＰａ,弯曲强度４１ＭＰａ．     

大孔氧化铝载体上制备MCM-48膜的研究

在大孔氧化铝载体上原位制备具有三维孔道的MCM-48中孔膜,并研究了合成溶胶pH值的变化和膜的形成过程.采用XRD,SEM,气体渗透测试等手段对膜材料的表面形貌,结构和气体渗透性能进行表征,并初步探讨了在大孔载体上成膜的机理.结果表明:载体的大孔、膜的合成次数等因素对形成较为完整的中孔膜影响较大.由于载体孔径较大,担载膜层内部应力随着合成次数的增加也逐渐累积.三次合成的膜有较好的形貌结构和渗透性能,而多于三次的合成膜体开始出现裂纹,致使不能更深的提高膜渗透性能;同时在碱性合成溶胶的影响下,在膜组装的界面处,除了存在无机前躯体与模板剂的自组装过程,同时也存在原膜层的部分解聚,因而,虽然膜的致密性随合成次数的增加而增大,而膜厚度却增加很少.     

碳化硅多孔陶瓷支撑体表面涂层研究

采用悬浮粒子浸浆法对碳化硅多孔陶瓷支撑体表面进行氧化铝涂层研究,探讨了支撑体的孔径、表面粗糙度以及支撑体与膜的匹配性对涂层完整性的影响;考察了涂层前后对气体渗透通量的影响.用SEM分别观察了涂层的表面和断面形貌.结果表明,支撑体孔径分布窄、孔径与悬浮粒子大小相匹配,支撑体表面平整光洁,且与膜的性质匹配时,可获得完整无开裂的涂层.     

成膜条件对聚丙烯腈炭膜性能的影响

采用浸渍法在煤基炭管上制备出聚丙烯腈基复合炭膜,考察了成膜条件对聚丙烯腈基炭膜的性能的影响.结果表明,涂膜液温度、环境湿度、提升速率和干燥温度对炭膜性能均有一定程度影响,通过优化这些实验参数可以制备出复合效果较好,表面光滑无缺陷的聚丙烯腈炭膜.     

利用陶瓷膜微滤技术浓缩草浆黑液的研究

采用0．8μm无机陶瓷微滤膜对碱法草浆黑液进行微滤，确定了实验的最佳条件，并对微滤的截留液及透过液的木质素、COD、固形物等进行对比分析．结果表明：透过液COD的截留率达60％以上，木质素的截留率达85％以上．微滤3．5h后木质素浓缩比为2．47．     

粉料形貌对多孔Al_2O_3支撑体的影响

采用球形和非球形Al2 O3粉料 ,探讨挤出成型中粉料颗粒形貌对多孔支撑体的性能的影响 .用压汞仪、扫描电子显微镜 (SEM )等手段分析了 1450和 150 0℃下 4h烧成的试样 .结果表明 ,规则球形Al2 O3粉料可以按球形密堆积的形式形成支撑体 ,使气孔率变小 ,不利于制备高气孔率的支撑体 ,并且球形Al2 O3粉料颗粒自身的多孔性使制得的试样出现孔径的双峰分布 ,要在较高烧成温度下可以消除 ,但该双峰分布结构对透气度没有影响 ;球形颗粒间的接触面积减少 ,不利于烧结和支撑体强度 ,但是 ,球形粉料形成的孔的形状规则 ,易于使支撑体整体均匀化     

Synthesis of tailored porous alumina with a bimodal pore size distribution

Hierarchical channel or well-connected small and large pore networks show multiple advantages for application in catalysis or adsorbent in aqueous condition. Micro- and mesopores provide size or shape selectivity for a guest molecule, while additional macropores reduce transport limitations. In this study, we proposed a novel method to prepare bimodal porous aluminas, which have meso- and macropores with narrow pore size distribution and well defined pore channels. The framework of the porous alumina is prepared via a chemical templating method using alkyl carboxylates. Polystyrene (PS) beads are employed as a physical template for macropores. We examined polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA)-treated aluminas as organic adsorbent in aqueous solution. Above 90% of the anionic dye (acid red 44) is removed within 10 min, and the adsorption rate of PDDA/P4 (supported on the bimodal porous alumina) is faster than that of PDDA/P2 (supported on the unimodal porous alumina) because macropore of P4 have reduced transport limitation and enhanced the accessibility to the active site of cationic charge.     

Simple preparation of silica and alumina with a hierarchical pore system via the dual-templating method

Silica and alumina with macro-meso-type hierarchical pore systems are synthesized by dual templating using both surfactants and polystyrene (PS) spheres. After calcination, scanning electron microscope images show uniform macropores with a diameter of approximately 200 nm. This size coincides with that of the original PS spheres. The density of the macropores increases with the amount of added PS spheres in the precursor solutions. Transmission electron microscope images, small-angle x-ray scattering spectra and N₂ adsorption–desorption isotherms reveal the formation of ordered mesoporous structures in the macropore walls. Also, the existence of micropores (less than 2 nm in size) was confirmed from the large N₂ uptake at low relative pressures.